gcc/testsuite/gcc.dg/di-sync-multithread.c

   1 /* { dg-do run } */
   2 /* { dg-require-effective-target sync_long_long_runtime } */
   3 /* { dg-require-effective-target pthread_h } */
   4 /* { dg-require-effective-target pthread } */
   5 /* { dg-options "-pthread -std=gnu99" } */
   6 /* { dg-additional-options "-march=pentium" { target { { i?86-*-* x86_64-*-* } && ia32 } } } */
   7
   8 /* test of long long atomic ops performed in parallel in 3 pthreads
   9    david.gilbert@linaro.org */
  10
  11 #include <pthread.h>
  12 #include <unistd.h>
  13
  14 /*#define DEBUGIT 1 */
  15
  16 #ifdef DEBUGIT
  17 #include <stdio.h>
  18
  19 #define DOABORT(x,...) {\
  20          fprintf (stderr, x, __VA_ARGS__); fflush (stderr); abort ();\
  21          }
  22
  23 #else
  24
  25 #define DOABORT(x,...) abort ();
  26
  27 #endif
  28
  29 /* Passed to each thread to describe which bits it is going to work on.  */
  30 struct threadwork {
  31   unsigned long long count; /* incremented each time the worker loops.  */
  32   unsigned int thread;    /* ID */
  33   unsigned int addlsb;    /* 8 bit */
  34   unsigned int logic1lsb; /* 5 bit */
  35   unsigned int logic2lsb; /* 8 bit */
  36 };
  37
  38 /* The shared word where all the atomic work is done.  */
  39 static volatile long long workspace;
  40
  41 /* A shared word to tell the workers to quit when non-0.  */
  42 static long long doquit;
  43
  44 extern void abort (void);
  45
  46 /* Note this test doesn't test the return values much.  */
  47 void*
  48 worker (void* data)
  49 {
  50   struct threadwork *tw = (struct threadwork*)data;
  51   long long add1bit = 1ll << tw->addlsb;
  52   long long logic1bit = 1ll << tw->logic1lsb;
  53   long long logic2bit = 1ll << tw->logic2lsb;
  54
  55   /* Clear the bits we use.  */
  56   __sync_and_and_fetch (&workspace, ~(0xffll * add1bit));
  57   __sync_fetch_and_and (&workspace, ~(0x1fll * logic1bit));
  58   __sync_fetch_and_and (&workspace, ~(0xffll * logic2bit));
  59
  60   do
  61     {
  62       long long tmp1, tmp2, tmp3;
  63       /* OK, lets try and do some stuff to the workspace - by the end
  64          of the main loop our area should be the same as it is now - i.e. 0.  */
  65
  66       /* Push the arithmetic section upto 128 - one of the threads will
  67          case this to carry accross the 32bit boundary.  */
  68       for (tmp2 = 0; tmp2 < 64; tmp2++)
  69         {
  70           /* Add 2 using the two different adds.  */
  71           tmp1 = __sync_add_and_fetch (&workspace, add1bit);
  72           tmp3 = __sync_fetch_and_add (&workspace, add1bit);
  73
  74           /* The value should be the intermediate add value in both cases.  */
  75           if ((tmp1 & (add1bit * 0xff)) != (tmp3 & (add1bit * 0xff)))
  76             DOABORT ("Mismatch of add intermediates on thread %d "
  77                         "workspace=0x%llx tmp1=0x%llx "
  78                         "tmp2=0x%llx tmp3=0x%llx\n",
  79                          tw->thread, workspace, tmp1, tmp2, tmp3);
  80         }
  81
  82       /* Set the logic bits.  */
  83       tmp2=__sync_or_and_fetch (&workspace,
  84                           0x1fll * logic1bit | 0xffll * logic2bit);
  85
  86       /* Check the logic bits are set and the arithmetic value is correct.  */
  87       if ((tmp2 & (0x1fll * logic1bit | 0xffll * logic2bit
  88                         | 0xffll * add1bit))
  89           != (0x1fll * logic1bit | 0xffll * logic2bit | 0x80ll * add1bit))
  90         DOABORT ("Midloop check failed on thread %d "
  91                         "workspace=0x%llx tmp2=0x%llx "
  92                         "masktmp2=0x%llx expected=0x%llx\n",
  93                 tw->thread, workspace, tmp2,
  94                 tmp2 & (0x1fll * logic1bit | 0xffll * logic2bit |
  95                          0xffll * add1bit),
  96                 (0x1fll * logic1bit | 0xffll * logic2bit | 0x80ll * add1bit));
  97
  98       /* Pull the arithmetic set back down to 0 - again this should cause a
  99          carry across the 32bit boundary in one thread.  */
 100
 101       for (tmp2 = 0; tmp2 < 64; tmp2++)
 102         {
 103           /* Subtract 2 using the two different subs.  */
 104           tmp1=__sync_sub_and_fetch (&workspace, add1bit);
 105           tmp3=__sync_fetch_and_sub (&workspace, add1bit);
 106
 107           /* The value should be the intermediate sub value in both cases.  */
 108           if ((tmp1 & (add1bit * 0xff)) != (tmp3 & (add1bit * 0xff)))
 109             DOABORT ("Mismatch of sub intermediates on thread %d "
 110                         "workspace=0x%llx tmp1=0x%llx "
 111                         "tmp2=0x%llx tmp3=0x%llx\n",
 112                         tw->thread, workspace, tmp1, tmp2, tmp3);
 113         }
 114
 115
 116       /* Clear the logic bits.  */
 117       __sync_fetch_and_xor (&workspace, 0x1fll * logic1bit);
 118       tmp3=__sync_and_and_fetch (&workspace, ~(0xffll * logic2bit));
 119
 120       /* The logic bits and the arithmetic bits should be zero again.  */
 121       if (tmp3 & (0x1fll * logic1bit | 0xffll * logic2bit | 0xffll * add1bit))
 122         DOABORT ("End of worker loop; bits none 0 on thread %d "
 123                         "workspace=0x%llx tmp3=0x%llx "
 124                         "mask=0x%llx maskedtmp3=0x%llx\n",
 125                 tw->thread, workspace, tmp3, (0x1fll * logic1bit |
 126                         0xffll * logic2bit | 0xffll * add1bit),
 127                 tmp3 & (0x1fll * logic1bit | 0xffll * logic2bit | 0xffll * add1bit));
 128
 129       __sync_add_and_fetch (&tw->count, 1);
 130     }
 131   while (!__sync_bool_compare_and_swap (&doquit, 1, 1));
 132
 133   pthread_exit (0);
 134 }
 135
 136 int
 137 main ()
 138 {
 139   /* We have 3 threads doing three sets of operations, an 8 bit
 140      arithmetic field, a 5 bit logic field and an 8 bit logic
 141      field (just to pack them all in).
 142
 143   6      5       4       4       3       2       1
 144   3      6       8       0       2       4       6       8       0
 145   |...,...|...,...|...,...|...,...|...,...|...,...|...,...|...,...
 146   - T0   --  T1  -- T2   --T2 --  T0  -*- T2-- T1-- T1   -***- T0-
 147    logic2  logic2  arith   log2  arith  log1 log1  arith     log1
 148
 149   */
 150   unsigned int t;
 151   long long tmp;
 152   int err;
 153
 154   struct threadwork tw[3]={
 155     { 0ll, 0, 27, 0, 56 },
 156     { 0ll, 1,  8,16, 48 },
 157     { 0ll, 2, 40,21, 35 }
 158   };
 159
 160   pthread_t threads[3];
 161
 162   __sync_lock_release (&doquit);
 163
 164   /* Get the work space into a known value - All 1's.  */
 165   __sync_lock_release (&workspace); /* Now all 0.  */
 166   tmp = __sync_val_compare_and_swap (&workspace, 0, -1ll);
 167   if (tmp!=0)
 168     DOABORT ("Initial __sync_val_compare_and_swap wasn't 0 workspace=0x%llx "
 169                 "tmp=0x%llx\n", workspace,tmp);
 170
 171   for (t = 0; t < 3; t++)
 172   {
 173     err=pthread_create (&threads[t], NULL , worker, &tw[t]);
 174     if (err) DOABORT ("pthread_create failed on thread %d with error %d\n",
 175         t, err);
 176   };
 177
 178   sleep (5);
 179
 180   /* Stop please.  */
 181   __sync_lock_test_and_set (&doquit, 1ll);
 182
 183   for (t = 0; t < 3; t++)
 184     {
 185       err=pthread_join (threads[t], NULL);
 186       if (err)
 187         DOABORT ("pthread_join failed on thread %d with error %d\n", t, err);
 188     };
 189
 190   __sync_synchronize ();
 191
 192   /* OK, so all the workers have finished -
 193      the workers should have zero'd their workspace, the unused areas
 194      should still be 1.  */
 195   if (!__sync_bool_compare_and_swap (&workspace, 0x040000e0ll, 0))
 196     DOABORT ("End of run workspace mismatch, got %llx\n", workspace);
 197
 198   /* All the workers should have done some work.  */
 199   for (t = 0; t < 3; t++)
 200     {
 201       if (tw[t].count == 0) DOABORT ("Worker %d gave 0 count\n", t);
 202     };
 203
 204   return 0;
 205 }
 206